Detección y caracterización molecular de begomovirus, potyvirus y cucumovirus presentes en arvenses asociadas al cultivo de ají (Capsicum spp.) en el Valle del Cauca

Abstract

En los ecosistemas agrícolas las arvenses juegan un papel importante en la epidemiología viral como hospederas alternas de virus en la transitoriedad de los cultivos. El objetivo de este trabajo fue detectar e identificar begomovirus, potyvirus y cucumovirus en arvenses asociadas al cultivo de ají en el Valle del Cauca. Se analizaron 121 arvenses asintomáticas o con posibles síntomas de tipo viral, recolectadas en siete municipios ubicados en el norte, centro y sur del departamento. Se realizó la extracción de ácidos nucleicos (DNA y RNA), y se detectó la presencia de los virus mediante PCR y RT-PCR, empleando cebadores generales para cada género, y específicos para cada especie viral. Se realizó la amplificación y clonación de un fragmento begomoviral de aproximadamente 1,4 kb en el vector comercial pGEM. Luego, se realizó la transformación por choque térmico en E. coli, secuenciación y análisis bioinformáticos. Se detectaron begomovirus en el 21,5% de las muestras colectadas, potyvirus en el 20,6%, y cucumovirus en el 21,5%. Se identificaron los begomovirus, RhGMCV, PYMV/Co, PRMV y PLDV; en arvenses de las familias botánicas Compositae, Convolvulaceae, Cucurbitaceae, Euphorbiaceae, Leguminosae, Lythraceae, Malvaceae, Phytolaccaceae, Poaceae o Solanaceae. El potyvirus PepSMoV y el cucumovirus CMV-ají, fueron identificados en arvenses pertenecientes a las familias Amaranthaceae, Campanulaceae, Commelinaceae, Compositae, Leguminosae, Malvaceae, Nyctaginaceae, Phytolaccaceae, Solanaceae o Verbenaceae. También se encontraron infecciones simples y mixtas entre virus RNA y DNA. Adicionalmente, Panicum polygonatum se reporta como la primera especie monocotiledónea a nivel mundial en albergar begomovirus bipartitas. Por último, la caracterización parcial del begomovirus aislado en la arvense U-157 (Verbenaceae), indica que es una entidad begomoviral distinta a las reportadas en la actualidad a nivel mundial.

In agricultural ecosystems weeds play an important role in viral epidemiology as alternate hosts of viruses in crop transience. The objective of this work was to detect and identify begomovirus, potyvirus and cucumovirus in weeds associated with the cultivation of chili pepper in the Valle del Cauca. 121 asymptomatic or possible viral weeds were analyzed, collected in seven municipalities located in the north, center and south of the department. Nucleic acid extraction (DNA and RNA) was performed, and the presence of viruses was detected by PCR and RT-PCR, using general and specific primers for each virus genus and species. The amplification and cloning of an approximately 1.4 kb begomoviral fragment was performed in the commercial vector pGEM. Then, heat shock transformation in E. coli, sequencing and bioinformatics analysis was performed. Begomoviruses were detected in 21.5% of the collected samples, potyvirus in 20.6%, and cucumovirus in 21.5%. begomoviruses, RhGMCV, PYMV / Co, PRMV and PLDV were identified; in weeds of the botanical families Compositae, Convolvulaceae, Cucurbitaceae, Euphorbiaceae, Leguminosae, Lythraceae, Malvaceae, Phytolaccaceae, Poaceae or Solanaceae. PepSMoV potyvirus and CMV-pepper cucumovirus were identified in weeds belonging to the Amaranthaceae, Campanulaceae, Commelinaceae, Compositae, Leguminosae, Malvaceae, Nyctaginaceae, Phytolaccaceae, Solanaceae or Verbenaceae families. Simple and mixed infections between RNA and DNA viruses were also found. Additionally, Panicum polygonatum is reported as the first monocot species in the world to house bipartite begomovirus. Finally, the partial characterization of the isolated begomovirus in the U-157 weed (Verbenaceae), indicates that it is a different begomoviral entity than those currently reported worldwide.